Modul pengukuran. aliran fluida.
-
Upload
bacukids -
Category
Presentations & Public Speaking
-
view
620 -
download
14
Transcript of Modul pengukuran. aliran fluida.
![Page 1: Modul pengukuran. aliran fluida.](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012309/55979ef81a28abd2488b4828/html5/thumbnails/1.jpg)
BAB IXPENGKURAN ALIRAN FLUIDA
9.1. PENDAHULUAN
Piranti yang telah digunakan dalam praktek perekayasaan untuk mengukur
aliran fluida.
Pengukuran kecepatan dilakukan dengan :
tabung pitot.,
meteran arus, dan
anemometer putar
Cara-cara fografi seringkali digunakan dalam mempelajari model.
Pengukuran besaran telah dilaksanakan dengan menggunakan :
mulut sempit (orifices),
tabung-tabung, nosel-nosel,
venturi meter,
dan saluran-saluran bendungan-bendungan.
Bermacam-macam modifikasi dari alat-alat tersebut dan berbagai meteran yang
telah dipatenkan. 06/14/14 1srihanto
![Page 2: Modul pengukuran. aliran fluida.](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012309/55979ef81a28abd2488b4828/html5/thumbnails/2.jpg)
Lanjutan.
• Agar dapat memakai pelaratan hidraulik secara ahli, penggunaan
persamaan bernoulli dan pengetahuan tambahan mengenai sifat-dan
kofisien dari setiap alat menjadi sangat penting.
• Dalam hal dimana tidak tersedia harga dan koefisien yang bisa dipercaya,
sebuah piranti harus dikalibrasi untuk kondisi-kondisi penggunaan yang
diharapkan.
• Rumus-rumus yang telah dikembangkan untuk fluida tak kompresibel bisa
digunakan untuk fluida kompresibel bilamana perbedaan tekanan dengan
tekanan totalnya relatif kecil.
06/14/14 2srihanto
![Page 3: Modul pengukuran. aliran fluida.](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012309/55979ef81a28abd2488b4828/html5/thumbnails/3.jpg)
9.2.TABUNG PITOT
• Tabung pitot mengukur kecepatan disuatu titik berdasarkan kenyataan bahwa
tabung tersebut mengukur tekanan dengan staknasinya, yang melampaui
tekanan statik setempat sebesar ρ(V2 / 2 ).
• Dalam suatu arus fluida terbuka, karena tekanan setempatnya adalah nol
meteran, maka head kecepatanya diukur sesuai dengan ketinggian mana
cairanya naik dalam tabung tersebut.
9.3. KOEFISIEN PEMBUANGAN
Koefisien pembuangan (C) adalah perbandingan dari pembuangan sebenarnya
dari alat tersebut terhadap pembuangan idealnya.
06/14/14 3srihanto
![Page 4: Modul pengukuran. aliran fluida.](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012309/55979ef81a28abd2488b4828/html5/thumbnails/4.jpg)
Koefisien itu dapat dinyatakan sebagai :
06/14/14 4srihanto
![Page 5: Modul pengukuran. aliran fluida.](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012309/55979ef81a28abd2488b4828/html5/thumbnails/5.jpg)
Koefisien pembuangan tidaklah tetap. Untuk suatu piranti tertentu, berubah-
ubah bersama bilangan Reynolds. Dalam apendiks akan dijumpai keterangan
berikut ini ;
1. Tabel 7 berisi koefisien pembuangan untuk mulut-sempit bundar yang
membuang air kira-kira 15,6oC kedalam admosfir.
2. Diagram C menunjukkan perubahan c1 bersama bilangan Reynolds, untuk
tiga perbandingan pipa mulut-sempit. Tidak terdapat data yang bisa
dipercaya dibawah bilangan reynolds sebesar kira-kira 10.000.
3. Diagram D memperlihatkan perubahan c bersama bilangan reynolds, untuk
tiga perbandingan aliran nosel berjari-jari panjang ( nosel-nosel jalur pipa ).
4. Diagram E menunjukkan perubahan c bersama bilangan reynolds, untuk
lima ukuran venturi meter dgn perbandingan garis tengah sebesar 0.500.
06/14/14 5srihanto
![Page 6: Modul pengukuran. aliran fluida.](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012309/55979ef81a28abd2488b4828/html5/thumbnails/6.jpg)
9.4. KOEFISIEN KECEPATAN
06/14/14 6srihanto
![Page 7: Modul pengukuran. aliran fluida.](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012309/55979ef81a28abd2488b4828/html5/thumbnails/7.jpg)
9.5. HEAD TURUN
Head turun dalam mulut-sempit, tabung, nosel dan venturimeter dinyatakan
sebagai :
head turun dalam meter fluidanya = 1/2cc – 1 V2 semburan (6)
2 g
Bila pernyataan ini diterapkan kesebuah venturimeter,
V sembura n = kecepatan leher dan cv = c .
06/14/14 7srihanto
![Page 8: Modul pengukuran. aliran fluida.](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012309/55979ef81a28abd2488b4828/html5/thumbnails/8.jpg)
9.6. BENDUNGAN
Bendungan-bendungan (weirs ) mengukur aliran cairan pada saluran-
saluran terbuka, biasanya air.
Sejumlah rumus-rumus empiris terdapat dalam literatur teknik, masing-
masing dalam batasanya sendiri.
06/14/14 srihanto 8
![Page 9: Modul pengukuran. aliran fluida.](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012309/55979ef81a28abd2488b4828/html5/thumbnails/9.jpg)
Koefisien itu dapat dinyatakan sebagai :
06/14/14 9srihanto
![Page 10: Modul pengukuran. aliran fluida.](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012309/55979ef81a28abd2488b4828/html5/thumbnails/10.jpg)
Kebanyakan bendungan berbentuk segi empat : bendungan tertahan tanpa
penyusutan pinggir dan umumnya digunakan untuk aliran yang lebih besar,
06/14/14 10srihanto
![Page 11: Modul pengukuran. aliran fluida.](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012309/55979ef81a28abd2488b4828/html5/thumbnails/11.jpg)
Dimana :
Q = aliran m3 / dtk
c= koefisien ( ditentukan dalam percobaan )
b = panjang puncak bendungan dalam meter
h = head pada bendungan dalam meter (tinggi permukaan cairan di atas
puncak )
V = kecepatan pendekatan rata-rata dalam m/dtk
9.7. RUMUS FRANCIS
Rumus Fransic, yang didasarkan atas percobaan-percobaan pada
bendungan segiempat yang panjangnya dari 1.07 m sampai 5.18 di bawah
head sebesar 183 mm sampai 488mm, adalah:
06/14/14 11srihanto
![Page 12: Modul pengukuran. aliran fluida.](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012309/55979ef81a28abd2488b4828/html5/thumbnails/12.jpg)
Q = 1,85 ( b-nH/10 ) [ ( H+V2 / 2g )3/2 - ( V2/2g )3/2 ]
Dimana keteranganya sama seperti diatas dan :
n = 0 untuk suatu bendungan tertahan
n = 1 untuk suatu bendungan dengan satu penyusutan
n = 2 untuk suatu bendungan yang susut sepenuhnya
9.7. RUMUS BAZIN.
Rumus bazin (panjang dari 0.5 m sampai 2.0 m dibawah head dari 50
mm sampai 600 m ) adalah :
Q = 0,5518( 3,25 + 0,021 61 ) [ 1 + 0,55 ( H ) 2 ] bH
H H + Z
06/14/14 12srihanto
![Page 13: Modul pengukuran. aliran fluida.](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012309/55979ef81a28abd2488b4828/html5/thumbnails/13.jpg)
Dimana Z = tinggi puncak bendungan di atas dasar saluran
06/14/14 13srihanto
![Page 14: Modul pengukuran. aliran fluida.](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012309/55979ef81a28abd2488b4828/html5/thumbnails/14.jpg)
9.8. 9.8. RUMUS BENDUNGAN SEGITIGA RUMUS BENDUNGAN SEGITIGA (dikembangkan dalam soal 30 ) adalah :(dikembangkan dalam soal 30 ) adalah :
06/14/14 14srihanto
![Page 15: Modul pengukuran. aliran fluida.](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012309/55979ef81a28abd2488b4828/html5/thumbnails/15.jpg)
Dimana m = faktor percobaan, biasanya dari studi model.
WAKTU KE TANGKI-TANGKI KOSONG dengan menggunakan bendungan
dihitung dengan menggunakan :
t = 2AT/mL ( H1-1/2 - H2 -1/2 )……………….(17)
WAKTU dan MEMBUAT LIRAN dalam sebuah jalur pipa adalah
t = LVf 1n ( Vf + V ) (18)
2gH Vs - V
06/14/14 15srihanto
![Page 16: Modul pengukuran. aliran fluida.](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012309/55979ef81a28abd2488b4828/html5/thumbnails/16.jpg)
Soal-soal :
1. Sebuah tabung pilot yang mempunyai koefisien 0.98 digunakan untuk
mengukur kecepatan air ditengah sebuah pipa. Head tekanan stagnasinya
adalah 5,61 m da head tekanan statik dalam pipa tersebut adalah 4,72 m.
Berapakah kecepatanya?
Jawab:
Jika tabung dibentuk dan berkedudukan tepat, sebuah titik kecepatan nol
(titik stagnasi)dibuat di b didepan ujung tabung yang terbuka ( lihat gbr 9-
1 ).
Dengan menerapkan teorema bernoulli dari A di dalam cairan yang tak
terganggu ke b memberikan :
( Pa/pg + V2A/2g + 0 ) - tanpa penurunan = (PB / pg + 0 + 0 ) (1)
06/14/14 16srihanto
![Page 17: Modul pengukuran. aliran fluida.](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012309/55979ef81a28abd2488b4828/html5/thumbnails/17.jpg)
Maka, untuk suatu fluida “tanpa gesekan” yang ideal
06/14/14 17srihanto
![Page 18: Modul pengukuran. aliran fluida.](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012309/55979ef81a28abd2488b4828/html5/thumbnails/18.jpg)
Soal2;
Sebuah mulut sempit patokan bergaris tengah 102 mm membuang aair dibawah suatu head sebesar 6,1 m. Berapakah alirannya dalam m3/dt?
Penyelesaian :
Dengan menerapkan Bernoulli , A ke B datum B.
(Pa/ρg +V2/2g + H )- (1/cv2 -1)V2semb./2g.= V2
semb./2g + Pb/ρg +o
bila Pb = nol. Maka diperoleh :
V semb = vc Ѵ 2g x 6,1.
Dan Q = A semburasn x V semburan.
= (CcAb) x Cv Ѵ 2g x 6,1.
= c A0 Ѵ 2g x 6,1.
06/14/14 srihanto 18
A
B
6,1m
![Page 19: Modul pengukuran. aliran fluida.](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012309/55979ef81a28abd2488b4828/html5/thumbnails/19.jpg)
Soal 3.
Sebuah bendungan susut, tingginya 1,22 m, harus didirikan pada saluran yang lebarnya 2,44 m. Kecepatan aliran = 0,237 m/dt. Bila kedalaman total belakang bendungan 2,13 m. Berapakah panjang bendungan yang harus didirikan jika m ( faktor percobaan) = 1,85?
Penyelesaian : kapasitas aliran Q = V.A. ( penurunan head kecepatan diabaikan). Rumus Prancis :
Q = 1,85 (b-2/10 H)(H)3/2. maka b = ……………… m ( didapat.).
06/14/14 19srihanto
![Page 20: Modul pengukuran. aliran fluida.](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012309/55979ef81a28abd2488b4828/html5/thumbnails/20.jpg)
Latihan 1 :
Suatu Aliran fluida melalui pipa diameter 100mm pada laju 0,027 m3/dt, tekanan 4 bar. kemudian melalui sebuah nosel yang dipasang di ujung pipa bergaris tengan 50mm, tekanan keluatan 1 bar. Koefisien kecepatan 0,950. dan koefisien penyusutan 0,930. Hitung berapa kecepatan aliran di pipa dan nosel seta kapasitas penbuangan ?
gunakan : Hk bernoulli !!.
06/14/14 srihanto 20
![Page 21: Modul pengukuran. aliran fluida.](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012309/55979ef81a28abd2488b4828/html5/thumbnails/21.jpg)
Latihan 2.
Pembuangan dari mulut sempit bergaris tengah 150 mm, dibawah head 3,05 m , c = 0,6 mengalir ke dalam sebauh saluran bendungan segi empat dan melewati sebuah bendungan susut. Saluran tersebut lebarnya 1,83 m, dan untuk bendungan Z (kedalaman) =1,50m dan b= 0,31 m.
Tentukanlah kedalaman air dalam saluran tersebut jika m = 1,82.
06/14/14 srihanto 21
Z
H
Q= cAѴ2gh.Q=m(b-2/10H)H3/2
![Page 22: Modul pengukuran. aliran fluida.](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012309/55979ef81a28abd2488b4828/html5/thumbnails/22.jpg)
06/14/14 srihanto 22